SAC105掺Ni焊球对焊接点强度与可靠性的影响

在内存封装领域,球栅阵列封装(BGA)由于具有高密度和低成本的特点而被广泛采用.在实际的使用过程中,由于遭受外界各种形式的机械负载和冲击造成器件失效,为了改善焊点的强度和可靠性,以SAC105(Sn985AgCu0.5)无铅焊球为参照制备出SAC105 Ni005焊球.为了研究两种焊球焊接点的可靠性与强度,采用焊球的快速剪切测试以及BGA器件的剪切测试方法来检测焊点强度,同时采用威布尔分析方法对两种焊球的热循环测试(TCT)结果进行分析.研究表明,SAC105 Ni0.05焊球比SAC 105焊球具有更长的温度循环可靠性预期寿命、更强的焊接点强度以及更低的脆性断裂的概率.     

国外工艺文献导读

20 0 30 4 0 1　在线BGA焊点开路检测—GlenLeinbach .CircuitsAssembly,2 0 0 3 ,1 4 (3) :36～ 40 (英文)随着BGA器件的广泛应用 ,并逐步替代传统的封装形式如QFP、SOIC、TSOP、SSOP和PLCC等。然而所有的面阵列封装都存在一个普遍的问题 ,焊点不在封装的边缘 ,而隐藏在器件体的下面 ,这就给PCB质量检验和缺陷检测带来许多困难。本文从AXI与BGA、BGA焊点、BGA焊点开路、翘曲等方面介绍了一种探测BGA焊点开路的新方法 ,该方法采用AXI,对再流焊后的BGA焊球尺寸进行比较 ,从而探测出BGA开路缺陷。2 0 0 30 4 0 2　无铅…     

BGA封装倒装焊点不同接触面跌落失效的研究

采用自由跌落的试验方法,研究了BGA(球栅阵列)封装自由跌落到不同材质基板后的可靠性,对比分析焊点裂纹产生、扩展直至断裂的机理。对失效封装芯片进行了染色处理,观察BGA封装中焊点的失效位置和焊点内部裂纹的形貌。结果表明,不同接触面上焊球裂纹都经历稳态-扩展-失效的过程,石质接触面上裂纹出现最早,裂纹扩展最快,失效最快,钢质接触面次之,最后是木质接触面。木质接触面的焊点失效模式主要是焊盘失效;钢质和石质接触面的焊点的失效模式以金属间化合物失效为主。比例风险模型(PHM)估计得到的寿命值与试验结果误差较小,能有效预测焊点自由跌落条件下的寿命。     

堆叠结构BGA焊接可靠性评价方法

设计了基于实时监测菊花链拓扑结构动态电阻的叠层球栅阵列封装(BGA)焊接可靠性评价方法,使用该方法研究叠层器件BGA焊接互连结构的环境可靠性.以基于硅通孔(TSV)技术的BGA互连的硅基双层器件为例,首先通过有限元仿真确定叠层器件各层焊点在-55～125℃条件下的应变和应力,并根据应变和应力将每一叠层焊点划分为敏感焊点和可靠焊点;然后将敏感焊点通过器件键合焊盘、键合丝、TSV、垂直过孔、可靠焊点和PCB布线相连接形成菊花链.由于敏感焊点是菊花链的薄弱环节,可以通过监测菊花链电阻变化来研究叠层器件的环境可靠性,并以此为基础设计了堆叠结构BGA产品焊接可靠性试验系统.该方法简单高效,能快速解决常规失效分析方法无法检测的BGA虚焊接、微小缺陷等问题.     

大位移电子散斑干涉法

针对电子散斑干涉（ESPI）法处理大位移时的困难,提出了一种改进的ESPI法。将数字散斑相关法（DSCM）引入ESPI中,由DSCM计算引起散斑去相关的面内位移,将所得二维面内位移对失配散斑场进行校准,恢复干涉条纹。用对离面位移敏感的ESPI光路,结合相移方法求得对应离面位移的相位数据,和二维面内位移一起,构成物体三维位移。对周边同定、中心加载的有机玻璃试件进行了测量,结果表明能产生质量干涉条纹,证明该方法是合理、可行的。     

基板焊盘的金属层结构对焊接点强度的影响

球栅阵列封装具有高密度、低成本的特点被内存领域广泛采用。在实际的使用过程中由于遭受外界各种形式的机械负载和冲击造成器件失效,典型的失效模式有5类,突出问题是焊点失效,而焊点破裂是失效的主要形式。为了改善焊点的强度,提出了焊球的快速剪切测试以及BGA器件的快速剪切测试方法来检测焊点强度,设计了4种不同金属层结构的基板焊盘,对比了不同基板焊盘的快速剪切强度和失效模式。通过数据分析和失效模式研究,证明含较厚铜层或者镍层的焊盘具有更强的焊接强度。     

双面贴装电路板上BGA焊点的潜在失效机理

采用双面贴装回流焊工艺在FR4基板表面贴装Sn3.0Ag0.5Cu(SnAgCn)无铅焊点BGA器件,通过对热应力加速实验中失效的SnAgCu无铅BGA焊点的显微结构分析和力学性能检测,研究双面贴装BGA器件的电路板出现互连焊点单面失效问题的原因,单面互连焊点失效主要是由于回流焊热处理工艺引起的.多次热处理过程中,NiSnP层中形成的大量空洞是导致焊点沿(Cu,Ni)6Sn5金属间化合物层和Ni(P)镀层产生断裂失效的主要因素.改变回流焊工艺是抑制双面贴装BGA器件的印制电路板出现互连焊点单面失效问题的关键.     

有铅焊料与无铅BGA混合焊点显微组织性能研究

随着近年来电子产品无铅化的发展,越来越多的有铅器件被无铅器件替代,其中SnAgCu合金成为BGA器件锡球的主要成分.然而在无铅焊点的可靠性未被认可之前的过渡时期,有铅焊膏和无铅器件混合焊接的情况就不可避免,尤其是在高可靠电子产品领域.因此混合焊接工艺和焊点的性能成为高可靠性电子产品组装和焊点寿命分析中的研究重点.总结了近年来对有铅焊料和无铅BGA混合焊接的一些相关研究,主要涉及混合焊接温度、混合焊点的显微组织、界面处金属间化合物、焊点力学性能、可靠性以及焊点失效机制等方面.     

CBGA器件焊点温度循环失效分析

陶瓷球栅封装阵列(CBGA)器件的陶瓷器件与印制电路板之间热膨胀系数的差异是导致焊点失效的主要因素,其可靠性一直是CBGA封装器件设计时需重点考虑的问题[1].对CBGA植球器件的板级表贴焊点在-55～105 ℃温度循环载荷条件下的失效机理进行了研究,结果表明,CBGA板级表贴器件的焊点的主要失效部位在陶瓷一侧焊料与焊球界面和焊点与焊盘界面两处,边角焊点优先开裂,是失效分析的关键点;随着循环周期的增加,内侧链路依次发生断路失效.     

载频电子散斑位移场分离技术研究

提出了载波调制分离位移场的方法.在双光束电子散斑干涉(ESPI)中增加参考光,使这路参考光为两光束所共用.通过偏转物体引入载波调制条纹,具有条纹对比度高的优点.物体加载后,载波条纹受物体变形的调制而发生弯曲变形.实验时,两束光各自独立地对变形物体进行测量,采集物体变形前后的条纹,利用傅里叶变换法,可分别解调得到包含离面和面内位移信息的2幅位移图.理论分析表明,只需简单的位相运算,就能够将面内位移场与离面位移场分离.利用典型的周边固定、中心加载的圆盘实验,表明了该方法的可行性;周边固定、中心加载的圆盘变形所包含的面内位移大小与离面位移相比,大约低1个数量级.